(57)【要約】【課題】  拡散系の追記型光記録媒体において、より構造がシンプルで低価格な拡散系の追記型光記録媒体を提供する。【解決手段】  光ビームの照射により情報の記録再生を行う拡散系の追記型光記録媒体であって、遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の光ビーム入射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とを備え、光ビームの照射により第２の層の２Ｂ属元素が第１の層に拡散して第１の層の光学特性が変化し、情報が記録されることを特徴とする光記録媒体が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの照射により情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、
遷移金属元素を含む第１の層と、
第１の層の該光ビーム入射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とを備え、
該光ビームの照射により第１の層の光学特性が変化して情報が記録されることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
第１の層に含まれる上記遷移金属元素が、１Ｂ属元素であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
第１の層に含まれる１Ｂ属元素が、Ｃｕであることを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
第２の層に含まれる２Ｂ属元素が、Ｚｎであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項５】
第２の層が、Ｚｎを含む誘電体層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
さらに、２Ｂ属元素を含む第３の層を備え、第３の層が、第１の層の該光ビーム入射側とは反対側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光記録媒体。
【請求項７】
第３の層に含まれる２Ｂ属元素が、Ｚｎであることを特徴とする請求項６に記載の光記録媒体。
【請求項８】
第３の層が、Ｚｎを含む誘電体層であることを特徴とする請求項６または７に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ビームの照射により情報の記録及び再生が行われる光記録媒体に関し、特に、１度しか情報を記録することができない追記型の光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、家庭用ビデオ録画媒体としては磁気テープが主流であったが、近年、上記光記録媒体の家庭用ビデオ録画媒体への普及が急速に伸びている。ビデオ録画媒体として、磁気テープの代わりに光記録媒体を用いることによって、後追い再生のような非常に便利な新たな機能が可能になる。ただし、光記録媒体は磁気テープに比べて価格が高い。それゆえ、光記録媒体をビデオ録画媒体としてより一層の普及させるためにはさらなるコストダウンが必要である。
【０００３】
光記録媒体は、その用途及び記録方法によって幾つかの種類に分類される。情報記録が１度しかできない追記型の光記録媒体としては、光ビームの照射により記録層や基板に変形を与えて反射率を変化させることにより情報を記録する追記型光記録媒体、光ビームの照射により記録層に孔を形成して情報を記録する孔あけ型光記録媒体、記録層に色素材料を使用して光ビームの照射により記録層の色素の光学特性を変化させて情報を記録する色素記録媒体などがある。また、書換え可能な光記録媒体としては、記録層に相変化材料を使用して相変化材料の結晶状態・非晶質状態で情報の記録・未記録を判別する相変化記録媒体や、記録層に磁性体を使用して磁化方向の違いにより情報の記録・未記録を判別する光磁気記録媒体などがある。
【０００４】
現在、家庭用ビデオ録画媒体として最も使用されている光記録媒体は、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷのような相変化記録媒体と、ＤＶＤ−Ｒのような色素記録媒体である。相変化記録媒体に比べて色素記録媒体は低価格であり、コストの面で有利である。しかしながら、色素記録媒体には、再生光に対して記録信号が劣化し易いなどの特性面の欠点がある。
【０００５】
また、最近、色素記録媒体以外の追記型光記録媒体として、無機材料（金属材料）からなる２つの層で記録層を構成し、その記録層に光ビームを照射して記録層を構成する２層間で構成元素を混合させることにより、記録層の光学特性（反射率）を変化させて情報を記録する、いわゆる、拡散系（反応系ともいう）の追記型光記録媒体が提案されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。非特許文献１及び２に記載されている拡散系の追記型光記録媒体では、基板上に反射層、保護層、Ｃｕ合金層、Ｓｉ層、保護層及びカバー層が順次積層されており、Ｃｕ合金層とＳｉ層とで記録層を形成する。この拡散系の追記型光記録媒体では、カバー層側から青紫色レーザー光を照射してレーザー光の熱エネルギーによりＳｉとＣｕを混合させて記録層の反射率を変化させることにより情報を記録する。
【０００６】
非特許文献１及び２で提案されている拡散系の追記型光記録媒体は、色素系の追記型光記録媒体に比べて、再生光に対する記録信号の劣化等の問題はほぼ解消される。しかしながら、コスト面で比較すると、相変化系の書換え型光記録媒体よりコストは低くなるものの、色素系の追記型光記録媒体に比べるとコストが高くなるという問題が生じる。
【０００７】
【非特許文献１】久保裕史、他１８名、「次世代光ディスク技術を徹底解剖する（第２回）」，日経エレクトロニクス，２００３年５月１２日号，ｐ．１２３
【非特許文献２】ヒロヤス  イノウエ（Hiroyasu  Inoue）、他５名，「高速記録のための無機ライトワンスディスク（Inorganic  Write-Once  Disc  for  High  Speed Recording）」，フェーズ  チェンジ  オプティカル  インフォメーション  ストレージ  ２００２（Phase Change  Optical  Information  Storage  2002），２００２年，ｐ．３８−４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、よりシンプルな構造で、より低価格な拡散系の追記型光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従えば、光ビームの照射により情報の記録及び再生を行う光記録媒体であって、遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の該光ビーム入射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とを備え、該光ビームの照射により第１の層の光学特性が変化して情報が記録されることを特徴とする光記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明の光記録媒体では、第１の層に含まれる上記遷移金属元素が、１Ｂ属元素であることが好ましく、特に、第１の層に含まれる１Ｂ属元素が、Ｃｕであることが好ましい。
【００１１】
本発明の光記録媒体では、第２の層に含まれる２Ｂ属元素が、Ｚｎであることが好ましい。また、第２の層が、Ｚｎを含む誘電体層であることが好ましい。
【００１２】
本発明の光記録媒体は拡散系の追記型光記録媒体であり、記録層が遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の光ビーム入射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とで構成されている。本発明者らは、上記目的を達成する為に鋭意検討したところ、遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の光ビーム入射側に接して設けられた元素周期表の２Ｂ属元素を含む第２の層との少なくとも２層で構成された記録層を有する光記録媒体に光ビームを照射して加熱することにより、第２の層の２Ｂ属元素が第１の層に拡散して第１の層の光学特性（例えば、反射率）が変化することを見出し、この光学特性の変化を利用して情報を記録することができることを見出した。
【００１３】
第１の層に含まれる遷移金属元素としては、元素周期表の１Ｂ属元素、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が好ましく、特に、耐腐食性や保存性を考慮すると、元素周期表の１Ｂ属元素が好ましい。１Ｂ属元素の中ではＣｕが好ましく、Ｃｕを用いることにより、一層の低価格化を図ることが可能になる。
【００１４】
第２の層に含まれる２Ｂ属元素としては、環境への安全性を考慮するとＺｎが好ましい。Ｚｎを含む第２の層としては、ＺｎＳ、ＺｎＯ等が好ましい。
【００１５】
また、従来の光記録媒体で記録層を保護するための保護層として用いるＺｎＳ−ＳｉＯ２、ＺｎＳ−ＳｎＯ２、ＺｎＯ−ＳｉＯ２等のＺｎを含む誘電体層を、本発明の光記録媒体における第２の層として用いても良い。第２の層に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２のようなＺｎを含む誘電体層を用いた場合にも、記録時の光ビーム照射により、誘電体層を構成する元素のうち、主にＺｎが第１の層に拡散して第１の層の光学特性を変化させる。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ２のようなＺｎを含む誘電体層は、記録層としてだけでなく保護層として用いることができるので、新たに保護層を設ける必要がなくなる。それゆえ、光記録媒体の積層数を減らすことができるので、媒体構造をよりシンプルにすることができるとともに一層のコスト低減が可能になる。
【００１６】
また、本発明の光記録媒体では、さらに、２Ｂ属元素を含む第３の層を備え、第３の層が、第１の層の該光ビーム入射側とは反対側に接して設けられていることが好ましい。本発明の光記録媒体では、第３の層に含まれる２Ｂ属元素が、Ｚｎであることが好ましい。また、第３の層が、Ｚｎを含む誘電体層であることが好ましい。
【００１７】
本発明の光記録媒体では、さらに、２Ｂ属元素を含む第３の層を備え、第３の層が、第１の層の該光ビーム入射側とは反対側に接して設けられも良い。すなわち、第２及び第３の層で第１の層を挟み込んだサンドイッチ構造にしても良い。第３の層は、第２の層と同様の材料で形成し得る。このような構造の記録層に光ビームを照射して加熱すると、第１の層の両側の表面から第２及び第３の層の２Ｂ属元素が第１の層に拡散する。それゆえ、第１の層の膜厚がある程度厚くなっても、第１の層の膜厚方向全体に渡って第２及び第３の層の２Ｂ属元素が拡散する。その結果、第１の層の膜厚がある程度厚くなっても、記録領域と未記録領域の光学特性の差が明確になり、情報をより一層精度良く記録及び再生することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の拡散系の追記型光記録媒体では、記録層を、遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の光ビーム照射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とから構成する。それゆえ、特に、第１の層としてＣｕ層を用い、第２の層としてＺｎＳ−ＳｉＯ２のようなＺｎを含む誘電体層を用いた場合には、光記録媒体の膜構成をよりシンプルにすることができる。その結果、より低価格な拡散系の追記型光記録媒体を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の光記録媒体の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
【実施例】
【００２０】
［光記録媒体及び記録原理］
実施例で作製した拡散系の追記型光記録媒体の概略断面図を図１に示した。この例で作製した光記録媒体１０は、図１に示すように、基板１上に、反射層２、記録層３及びカバー層４を順次積層した構造を有する。記録層３は、図１に示すように、反射層２上に、第３記録層３ａ（第３の層）、第１記録層３ｂ（第１の層）及び第２記録層３ｃ（第２の層）の順で積層した構造を有する。すなわち、この例では、第１記録層３ｂを第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａで挟み込んだサンドイッチ構造の記録層３を形成した。
【００２１】
この例で作製した光記録媒体の製造方法について説明する。まず、基板１としてポリカーボネート製の直径１２０ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍのＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｋ規格ＢＤ−Ｒ基板を用いた。基板１の表面には、溝深さ２５ｎｍのトラッキング用のプリグルーブが螺旋状に形成され、グルーブとランドが交互に連続して繋がるような構造になっている。
【００２２】
次に、基板１上に、反射層２としてＡｇ合金をスパッタリングにより１００ｎｍの膜厚で形成した。次いで、反射層２上に、第３記録層３ａとして（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０［ｍｏｌ％］をスパッタリングにより３５ｎｍの膜厚で形成した。
【００２３】
次いで、第３記録層３ａ上に、第１記録層３ｂとして、Ｃｕをスパッタリングにより８ｎｍの膜厚で形成した。なお、第１記録層３ｂとしては、Ｃｕ以外に、Ｃｕ−ＭＯ、Ｃｕ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ａｌ等のＣｕ合金やＡｇ、Ａｕの１Ｂ属元素を用いても良い。また、第１記録層３ｂの膜厚は約２〜１２ｎｍにすることが好ましい。第１記録層３ｂの膜厚が２ｎｍより薄くなると、反射率が高くなりすぎ、且つ、出力信号が小さくなる。一方、第１記録層３ｂの膜厚が１２ｎｍより厚くなると、反射率が低くなりすぎ、且つ、出力信号も小さくなる。
【００２４】
次に、第１記録層３ｃ上に、第２記録層３ｃとして（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０［ｍｏｌ％］をスパッタリングにより３０ｎｍの膜厚で形成した。なお、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａとしては、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０以外に、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳ−ＳｎＯ２、ＺｎＯ−ＳｉＯ２等の誘電体層が用い得る。
【００２５】
最後に、第２記録層３ｃ上に、カバー層４として紫外線硬化性樹脂を１００μｍ形成した。以上の製造方法により、図１に示した拡散系の追記型光記録媒体１０を得た。
【００２６】
この例で作製した光記録媒体における情報記録の原理は次の通りである。情報記録時に、図１に示すように、カバー層４側から光ビームを光記録媒体１０の所定領域に照射すると、光ビームの照射により加熱された所定領域の第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａ中の構成元素のうち、主にＺｎが第１記録層３ｂの両側の表面から第１記録層３ｂ内に侵入して拡散する。その結果、Ｚｎが拡散した第１記録層３ｂの領域の反射率は、Ｚｎが拡散していない領域より上昇する。即ち、第１記録層３ｂにおいて光ビーム照射により情報が記録された部分の反射率が光照射されていない部分の反射率よりも高くなる。この反射率の変化を利用して情報を記録及び再生する。
【００２７】
なお、この例で作製した光記録媒体では、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａとして（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（誘電体層）で形成しているので、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａを第１記録層３ｂの保護層としても利用することができる。すなわち、この例で作製した光記録媒体では、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａが記録層と保護層の両方の役割を果たす。それゆえ、この例で作製した光記録媒体１０では、記録層３を保護するための保護層を別個新たに設ける必要が無くなるので、光磁気記録媒体の積層数を減らすことができる。その結果、この例で作製した光記録媒体では、膜構成をよりシンプルにすることができるとともに、一層の低コスト化が可能になる。
【００２８】
［記録再生特性］
この例では、半導体レーザー（波長４０５ｎｍ、開口数０．８５）と、記録パルスを発生させるための波形発生装置と、レーザードライバーと、波形等価回路と、２値化回路とを備える情報記録装置（不図示）を用いて、この例で作製した光記録媒体に情報を記録した。なお、この例で用いた情報記録装置では、１−７ＰＰ変調で、最短マークが０．１６μｍとなるような記録マークをマークエッジ記録方式により記録することが可能である。
【００２９】
この例では、上記情報記録装置を用いて、光記録媒体のカバー層側からレーザー光を照射し、３Ｔ及び８Ｔのマーク／スペース連続パターンを線速５．２８ｍ／ｓで光記録媒体に記録した。ただし、Ｔはクロック周期（＝１５．１５ｎｓ）である。記録周波数は３Ｔパターンで１１ＭＨｚ、８Ｔパターンで４．１２５ＭＨｚである。この例では、グルーブ部（光ビーム側から見て基板の凸部）にのみで情報を記録した。また、記録パワーを２ｍＷ〜１０ｍＷに変化させて情報を記録した。
【００３０】
次に、上述のように情報が記録された光記録媒体に再生光を照射して、光記録媒体からの反射光を検知して再生特性を評価した。その結果を図２に示した。図２は、この例で作製した光記録媒体に記録した３Ｔ及び８Ｔの記録マークにおける信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）の記録パワー依存性を示した図である。図２中の横軸はレーザー光の記録パワー（Ｗｒｉｔｅ  Ｐｏｗｅｒ［ｍＷ］）であり、縦軸は信号対雑音比（Ｃ／Ｎ［ｄＢ］）である。
【００３１】
図２から明らかなように、３Ｔ及び８Ｔのいずれの記録マークに対しても、１０ｍＷの記録パワーで約４０ｄＢのＣ／Ｎが得られた。また、図２から明らかなように、記録パワーが増大するに従ってＣ／Ｎも増加することが分かった。それゆえ、記録パワーを１０ｍＷよりさらに増大させた場合に、Ｃ／Ｎもさらに向上することが予測される。
【００３２】
上記実施例では、第１記録層３ｂ（Ｃｕ）の両側を第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａ（（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０）で挟んだサンドイッチ構造の記録層３を形成したが、本発明はこれに限定されない。第１記録層３ｂと、第１記録層３ｂの光ビーム入射側に接して設けられた第２記録層３ｃとで記録層３を構成しても良い。
【００３３】
上記実施例では、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａとして（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０を用い、第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａを記録層兼保護層として用いたが、本発明はこれに限定されない。第２記録層３ｃ及び第３記録層３ａとは別に新たに保護層を設けても良い。
【００３４】
上記実施例では、情報をグルーブ部（光ビーム側から見て基板の凸部）にのみ記録した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。ランド（光ビーム側から見て基板の凹部）記録、またはランドとグルーブの両方へ記録（ランド・グルーブ記録）しても同様の効果が得られる。
【００３５】
上記実施例では、１−７ＰＰ変調方式を用いて情報を記録したが、本発明はこれに限定されない。他の変調方式、例えば、８−１６変調方式、ＲＬＬ（２，７）、ＮＲＺＩなどを用いても良い。
【００３６】
上記実施例では、波長４０５ｎｍの半導体レーザーを用いたが、本発明はこれに限定されない。より長波長のレーザー光、例えば、波長が６５５ｎｍ付近、７８０ｎｍ付近あるいは８３０ｎｍ付近のレーザー光を用いても上記実施例と同様の結果が得られた。また、本実施例では開口数０．８５の対物レンズを用いたが、本発明はこれに限定されず、開口数０．４５〜０．７の対物レンズを用いても良い。更に、ＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）などと組み合わせて実効開口数を１以上とし、ＳＩＬによるエバネッセント光を用いて情報を記録しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の拡散系の追記型光記録媒体によれば、遷移金属元素を含む第１の層と、第１の層の光ビーム照射側に接して設けられた２Ｂ属元素を含む第２の層とで記録層を構成され、特に、第１の層としてＣｕ層を用い、第２の層としてＺｎＳ−ＳｉＯ２のようなＺｎを含む誘電体層を用いた場合には、第２の層で記録層と保護層の両方の役割を果たすことができるので、光記録媒体の膜構成をよりシンプルにすることができる。その結果、より低価格な拡散系の追記型光記録媒体を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、実施例で作製した拡散系の追記型光記録媒体の概略断面図である。
【図２】図２は、実施例で作製した拡散系の追記型光記録媒体の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）の記録パワー依存性を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板
２  反射層
３  記録層
３ａ  第３記録層
３ｂ  第１記録層
３ｃ  第２記録層
４  保護層
１０  光記録媒体
【図１】
2005129176.tif 000003
【図２】
2005129176.tif 000004